CN1612439A

CN1612439A - 模制电动机

Info

Publication number: CN1612439A
Application number: CN 200310102997
Authority: CN
Inventors: 田边竹四郎; 菊地祐介
Original assignee: NIPPON ELECTRONICS SHIBAURA CO Ltd
Current assignee: NIPPON ELECTRONICS SHIBAURA CO Ltd
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2023-10-31
Also published as: CN100336283C

Abstract

一种模制电动机50，由模制树脂对由直形铁心16构成的定子10进行模制成形，形成电动机壳架53；其中：直形铁心16通过对叠层板1进行叠层而构成，该叠层板1具有从带状的背部轭铁2的一方的长边部侧凸出的多个齿3和处于背部轭铁2的邻接的齿3、3间而且设于齿3凸出的一侧的V形切口部4；另外，直形铁心16的至少除去齿3的内周侧的部分由绝缘性树脂进行模制成形，形成绝缘层12，另外，直形铁心16在形成绝缘层12的各齿3卷绕形成绕组8，定子10在直形铁心16的切口部4折曲而形成为环状，由焊接或粘接将背部轭铁2的两端的接合面接合。

Description

模制电动机

技术领域

本发明涉及一种模制电动机。

背景技术

模制电动机的定子具有从一般的环状定子铁心制造的方法和将直线状的定子铁心(将其称为通称的直形铁心)折曲成环状进行制造的方法。关于这样的直形铁心的已有技术公开于日本特开平9-308143号公报。

然而，使用该直形铁心的模制电动机的制造实际上较困难，仅由上述公开的技术难以进行其制造。

因此，本发明提供可确实地制造使用直形铁心的模制电动机的发明。

发明内容

本发明的第1技术方案的模制电动机由模制树脂对由直形铁心构成的定子进行模制成形，形成电动机壳架；其特征在于：上述直形铁心通过对叠层板进行叠层而构成，该叠层板具有从带状的背部轭铁的一方的长边部侧凸出的多个齿和处于上述背部轭铁的上述邻接的齿间而且设于上述齿凸出的一侧的V形切口部；另外，上述直形铁心的至少除去上述齿的内周侧的部分由绝缘性树脂进行模制成形，形成绝缘层，另外，上述直形铁心在形成上述绝缘层的各齿卷绕形成绕组，上述定子在上述直形铁心的上述切口部折曲而形成为圆弧状或环状，由焊接或粘接将上述背部轭铁的两端的接合面接合。

本发明的第2技术方案在本发明的第1技术方案的模制电动机的基础上还具有这样的特征：将上述背部轭铁的接合面的形状形成为曲柄状。

本发明的第3技术方案在本发明的第1技术方案的模制电动机的基础上还具有这样的特征：以上述定子的轴心为中心由模制树脂对上述定子的除内径部以外的外廓全体进行模制成形，形成电动机壳架。

本发明的第4技术方案在本发明的第1技术方案的模制电动机的基础上还具有这样的特征：上述模制树脂为绝缘性树脂或预混合料。

本发明的第5技术方案在本发明的第1技术方案的模制电动机的基础上还具有这样的特征：配线基板内装于上述电动机壳架内部。

本发明的第6技术方案在本发明的第1技术方案的模制电动机的基础上还具有这样的特征：配线基板内装于上述电动机壳架内部，与上述绝缘层一起在上述直形铁心的一侧部预模制成形用于载置上述配线基板的多个支承部。

本发明的第7技术方案在本发明的第6技术方案的模制电动机的基础上还具有这样的特征：定位凸部从上述多个支承部进一步凸出，在上述多个定位凸部间夹持上述配线基板进行定位。

本发明的第8技术方案在本发明的第1技术方案的模制电动机的基础上还具有这样的特征：与上述绝缘层一起在上述直形铁心的背部轭铁的一侧部预模制成形被覆部，从上述被覆部凸出用于对上述绕组进行配线的多个捆扎销。

本发明的第9技术方案在本发明的第6技术方案的模制电动机的基础上还具有这样的特征：上述捆扎销设于从处于上述直形铁心的端部的齿起第1～第3齿的外周部。

本发明的第10技术方案在本发明的第6技术方案的所述模制电动机的基础上，还具有这样的特征：上述捆扎销中的1根中性点用捆扎销设置到位于从处于上述直形铁心的端部的齿起第1～第3齿中的任一齿的外周的背部轭铁；上述捆扎销中的各相用捆扎销设置到位于从处于上述直形铁心的另一端部的齿起第1～第3齿中的任一齿或多个齿的外圈的背部轭铁。

本发明的第11技术方案在本发明的第1技术方案的模制电动机的基础上还具有这样的特征：上述模制电动机为无电刷直流电动机。

本发明的第12技术方案在本发明的第1技术方案的模制电动机的基础上还具有这样的特征：上述齿数为12个。

本发明的第13技术方案在本发明的第1技术方案的模制电动机的基础上还具有这样的特征：上述无电刷直流电动机为3相，上述齿数为12个，在从处于上述直形铁心的端部的齿起第1、第4、第7、第10齿卷绕U相的绕组，在第2、第5、第8、第11的齿卷绕V相的绕组，在第3、第6、第9、第12的齿卷绕W相的绕组。

本发明的第14技术方案在本发明的第1技术方案的模制电动机的基础上还具有这样的特征：将上述模制电动机用于空调机、泵、洗衣机或空气净化器。

按照本发明的第1技术方案，可确实地制造使用直形铁心的模制电动机。

按照本发明的第2技术方案，可减少焊接导致的绕组不良，而且，接合面的磁通流得到改善。另外，在从背部轭铁外周侧使用激光等对接合面部分进行焊接的场合，即使在接合面产生间隙，激光也接触于曲柄形状的折曲面，所以，没有处于背部轭铁的内周部的线圈烧损的危险。另外，可防止焊接时的线圈的烧损，同时，可抑制在径向上产生的电磁振动导致的背部轭铁的接合面的共振。另外，可确保磁路。

按照本发明的第3技术方案，由于模制树脂兼作电动机壳架，所以，不需要电动机壳架，另外，不需要1个托架。另外，由于不需要一方的托架，所以，绕组与托架之间的距离变短，可形成为薄型电动机。

另外，由于按照内径基准进行树脂成形，所以，定子铁心的内径与壳体及凹坑的轴心一致，电动机的特性提高。

另外，通过形成树脂制的电动机壳架，从而即使是在湿气多的环境下使用的场合，也由于绕组用绝缘性树脂覆盖，所以，没有劣化的危险，电动机的寿命延长。

另外，由树脂覆盖定子，而且，兼作托架，所以，可将电动机形成为薄型。

另外，由于线圈由树脂覆盖，所以，即使电动机振动，线圈也不会相互滑动，非常结实，而且具有耐振性。

另外，由于绕组由绝缘性树脂覆盖，而且不需要一方的托架，所以，绕组与托架间的距离变短，可形成薄型电动机。

按照本发明的第5技术方案，由于内装控制用基板，所以成为紧凑的电动机。

按照本发明的第12、13技术方案，通过形成这样的构成，可形成绕组等的作业性较良好而且性能良好的电动机。

按照本发明的第14技术方案，即使收容在湿气多的地方也不会生锈，可长期使用。

附图说明

图1为本发明的第1实施例的电动机的断面图。

图2为冲裁板的平面图。

图3为说明定子铁心的绕组方法的正面图。

图4为从直形铁心的内周侧观看的透视图。

图5为从直形铁心的外周侧观看的透视图。

图6为说明折曲直形铁心的工序的正面图。

图7为折曲直形铁心、形成为环状的定子的正面图。

图8为将配线基板载置于定子的平面图。

图9为第2实施形式的背部轭铁的接合面附近的放大正面图。

图10为产生间隙时的背部轭铁的接合面附近的放大正面图。

具体实施方式

(第1实施形式)

下面使用图1～图8说明本发明第1实施形式的3相无电刷直流电动机(以下简称“电动机”)50的构成和制造工序。

(1)电动机50的构成

根据图1说明本实施形式的电动机50。图1为电动机50的断面图。

电动机50由电动机壳架53、转子56、托架54、2个轴承55构成。由绝缘性的模制树脂52构成的电动机壳架53内装定子10和配线基板51。转子56由回转轴57、永久磁铁60、及轭铁58构成。转子56通过轴承55可自由回转地保持于电动机壳架53的凹坑部59和托架54。另外，该托架54压入电动机壳架53的凹坑部59。

当为上述构成的电动机50时，具有定子铁心7、绕组8及控制回路的配线基板51由绝缘性的模制树脂52覆盖，所以，没有水侵入到绕组8和定子铁心7内的危险，适合用作在湿气多的环境下使用的电动机。作为模制树脂52，为绝缘性树脂或预混合料(premix)。

另外，绕组8和配线基板51由于用模制树脂52覆盖，所以，成为具有耐振性的电动机。

另外，由于绕组8由模制树脂52覆盖，所以，可缩短充电部与钢板制的托架54间的距离。另外，由于可省略1个托架，所以，可形成为回转轴方向的厚度薄的电动机。

另外，由于内装配线基板51，所以，成为紧凑的电动机。

由以上可知，电动机50作为空调等空调机、泵、洗衣机或空气净化器等的风扇或叶轮的回转用驱动源最合适。

(2)电动机50的制造方法

下面，根据图2～4说明电动机50的制造工序。

(2-1)定子铁心7的制造工序

如图2所示，定子铁心7通过将叠层板1叠层而形成，该叠层板1通过对薄带状的钢板(以下称带材)5进行冲裁而形成。

在该场合，如图2所示那样，叠层板1可在带状的带材5的宽度方向平行地形成多片(例如8片)。

叠层板1由形成为带状的背部轭铁2、从该背部轭铁2的一方的长边部2a侧垂直地延伸出的12个齿3构成。

在齿3延伸出的背部轭铁2的长边部2a侧的各齿3间的中央部，设置V形的切口部4。

齿3由形成为T状、卷绕绕组8的齿本体3a和为了使磁收敛而形成为角状的收敛部3b构成。

下面说明其冲裁工序。

在第1工序中，拉出卷绕的带状的带材5。

在第2工序中，在拉出的带材5按预定间隔形成凿密部21。

在第3工序，将带材5移动到冲裁装置的冲裁台。

在第4工序中，由冲头冲裁成上述构成的叠层板1的形状，同时，使叠层板1落下到在冲裁台开口的接受孔。在该场合，落下的叠层板1叠层到1个之前冲裁的叠层板1，当进一步由冲头推压时，叠层的叠层板1由凿密部21固定。这样，不停地对叠层板1进行叠层。

在该制造工序中，带材5为带状，所以，可连续地实施冲裁作业。

另外，叠层板1平行地沿带材5的宽度方向形成多片，所以，可同时叠层多片叠层板1。

(3-2)绝缘层12的制造工序

下面，说明绝缘层12的制造工序。

在如上述那样叠层的叠层板1的必要部位形成绝缘层12。这是因为，在定子铁心7与绕组8之间需要实施电绝缘。

将叠层的叠层板1收容于树脂金属模内部，由绝缘性树脂进行预模制成形，形成绝缘层12。

形成该绝缘层12的部位如图3所示那样为背部轭铁2的外周侧和除去齿3的内周侧的部分。

即，为背部轭铁2的长边部2a、齿本体3a的两侧、收敛部3b的外周侧。

另外，如图4和图5所示那样，在背部轭铁2的上部，与绝缘层12同时一体地形成上部被覆部14、4个上部支持部15、定位凸部19。另外，在背部轭铁2的下部，与绝缘层12同时地一体形成下部被覆部20。

在上部被覆部14开设用于固定后面说明的捆扎销17、18的固定孔。另外，从该上部被覆部14凸出4个上部支持部15，该上部支持部15为用于载置配线基板51的台，从上部支持部15进一步一体地凸出定位凸部19。另外，上部支持部15如图4所示那样，设于从直形铁心16的左端部开始时的第4、第6、第10、第12的齿3。

以上在叠层的叠层板1实施绝缘层12的名称以下称为“直形铁心16。”

在上述说明中，说明了在背部轭铁2的上部设置上部被覆部14、上部支持部15、在背部轭铁2的下部形成下部被覆部20的场合，但其中的上部、下部在图4和图5中为了易于理解地进行说明为适当采用的名称。

(3-3)捆扎销17、18的固定工序

下面，根据图4和图5说明捆扎销17、18的固定工序。

首先，如图4所示那样，将各1相的各相捆扎销17插入到直形铁心16的背部轭铁2的外周部或外周部近旁的上部被覆部14的固定孔，从直形铁心16凸出3根。详细地说，在从直形铁心16的右端部起第1、第2、或第3中任一个齿3的外周部使3根各相捆扎销17凸出。

也可在从直形铁心16的右端部起第1个凸出U相的捆扎销17，在第2个凸出V相的捆扎销17，在第3个凸出W相的捆扎销17。

然后，如图4和图5所示那样，将中性点用捆扎销18插入到直形铁心16的背部轭铁2外周部或外周部近旁的上部被覆部14的固定孔，从直形铁心16使1根凸出。详细地说，在从直形铁心16的左端部起第1、第2或第3中的任一个的齿3的外周部使中性点用捆扎销18凸出1根。

(3-4)绕线工序

下面，说明将3相的绕组8卷绕于12个槽的直形铁心16的绕线工序。

如图3所示那样，通过使绕组8通过的管口9绕定子铁心7的齿本体3a回转，从而将绕组8卷绕到齿本体3a。此时，在平行地排列齿3的状态进行线圈卷绕。

由于为12个的齿3的定子10，所以，平行地排列3个管口9、9、9，使其与3个齿3、3、3对应地配置，同时卷绕线圈。然后，通过在绕线后移动到下一槽进行4次绕线，从而对所有12个槽进行绕线。

在该场合，在直形铁心16，U相在从左端部起第1、第4、第7、第10的槽进行绕线，V相在从左端部起第2、5、8、11的槽进行绕线，W相在从左端部起第3、第6、第9、第12的槽进行绕线。

按照以上内容，与在环状的定子铁心绕线的场合相比，可在高速下进行绕线作业，可自由调整绕组圈数。

另外，在齿3平行地排列的状态下卷绕绕组8，从而提高各槽6的绕组8的槽满率。即，当齿3处于平行排列的状态时，与1个齿3的收敛部3b的前端邻接的齿3的收敛部3b的前端的宽度、开口11的宽度和槽6内的面积比折曲后述的背部轭铁2后的开口11的宽度和槽6内的面积更宽。另外，由于可不考虑用于使管口9回转的空间地使绕组8进行卷绕，所以，可比过去提高槽满率。

另外，由于定子铁心2的齿3的数量为12个，槽数不多，所以，可形成绕线作业的效率良好、获得了作业性和电动机特性的平衡的电动机。

(3-5)搭接配线工序

下面，说明各相的绕组8与中性点用的绕组8的搭接配线的工序。而且，进行3相的星形连线。

将U相的绕组8的一端部捆扎到U相用捆扎销17，将另一端部捆扎到中心点用捆扎销18。

将V相的绕组8的一端部捆扎到捆扎销17，将另一端部捆扎到中性点用捆扎销18。

将W相的绕组8的一端部捆扎到捆扎销17，将另一端部捆扎到中性点用捆扎销18。

该各相的绕组8在中性点用捆扎销18的搭接配线如图5所示那样进行。即，将卷绕U相用齿3的U相的绕组8的另一端部拉出到齿3的上部侧，此后，通到处于上部被覆部14的上部切口14a拉出到外周部侧，沿上部被覆部14的外周部直到中性点用捆扎销18进行配线，捆扎到中性点用捆扎销18。其它2相的绕组8也同样。

该各相的绕组8在各相用捆扎销17的搭接配线如图5所示那样进行。即，将卷绕U相用的齿3的U相的绕组8的一端部拉出到齿3的下部侧，此后，通到处于下部被覆部20的下部被覆部20U拉出到外周部侧，沿下部被覆部20的外周部直到U相用捆扎销17进行配线，捆扎到U相用捆扎销17。另外的2相的绕组8也同样。但是，U相的下部切口20U、V相的下部切口20V、W相的下部切口20W的深度依次变深，以防止3相的绕组8接触，3相的绕组8可沿下部被覆部20的外周部平行地配线。

(3-6)直形铁心16的折曲工序

下面，说明直形铁心16的折曲工序。

在第1工序中，如图6、图7所示那样，以实施了绕线的直形铁心16的各切口部4为支点，在齿3朝着轴中心方向的方向上折曲直形铁心16。

在第2工序中，通过折曲将背部轭铁2形成为环状。

在第3工序中，由焊接或粘接剂将上述背部轭铁2的两端的接合面固定。

这样，形成内转子型的定子10。

切口部4的切口角度在将背部轭铁2形成为环状时形成为切口部4的相向的斜面可相互接触的角度。

另外，在卷绕到1个齿3的绕组8和卷绕到邻接的齿3的绕组8接触的危险性存在的场合，将绝缘板13插入到这些绕组8间。

(3-7)配线基板51的安装工序

下面说明配线基板51的安装工序。

配线基板51为圆板状，在外周部设置套筒25。套筒由合成树脂制成，用于从配线基板51将多根软线26拉出到电动机50的外部。

如图8所示，在定子10的上部支持部15载置圆板状的配线基板51。此时，在配线基板51的外周部的4个部位设置切口23，在该位置分别嵌入4个定位凸部19，对配线基板51和直形铁心16进行定位。在该场合，上部支持部15设置到从直形铁心16的左端部开始第4、6、10、12的齿3，所以，当形成为环状时，如图8所示那样，上部支持部15配置到4个相向的部位，可稳定地载置配线基板51，另外，定位凸部19的定位也可与定子10的轴心一致。另外，在后面说明的模制成形时，由于在相向的部位的4个部位存在定位凸部19，所以，配线基板51不会流到模制树脂。

另外，在配线基板51形成配线图案24，3根各相用捆扎销17和1根中性点用捆扎销18贯通的4个连接孔在配线卷板51上开口。然后，如上述那样，当载置于配线基板51和直形铁心16时，分别将3根各相的捆扎销17和1根的中性点用捆扎销18插入到4个连接孔，进行上述配线图案和软钎焊。

这样，可简单地将各相的绕组8和中性点用的绕组8连接到配线基板51。

(3-8)电动机壳架53的制造工序

下面，说明电动机壳架53。

如上述那样将保持配线基板51的定子10插入到过去的某一钢板制的电动机壳架进行电动机的组装的场合，由于定子10的外径不为正圆，所以，以定子铁心7的内径为基准的轴心和以外径为基准的轴心不一致。因此，难以将定子10的外周部作为基准、进行电动机的组装。即，安装于钢板制的电动机壳架的回转轴承等的安装精度下降，性能降低。

因此，在本实施形式中，由绝缘性树脂或预混合料(以下称模制树脂)以定子10的内径为基准进行模制成形，形成电动机壳架53。

具体地说，将如上述那样保持配线基板51的定子10的内径部插入到树脂金属模(图中未示出)的芯棒，关闭金属模后，在高压下由模制树脂进行模制成形。

通过该模制成形由模制树脂52一体覆盖定子铁心7和配线基板51等，形成电动机壳架53。

由以上说明可知，当进行模制成形时，同时形成以定子铁心7的内径为基准插入对转子56进行支承的轴承55的壳体和插入托架54的凹坑部59，所以，定子铁心7的内径的轴心、壳体的轴心、凹坑部59的轴心这样3个轴心一致，成为空气间隙均匀的高精度的电动机。即，由于可以定子10的内径部为基准将轴承壳体部也与电动机壳架53一体形成，所以，定子10的内径部与轴心一致。另外，一方的托架54接合的凹坑部59也形成于电动机壳架53，所以，该凹坑部59的轴心也与定子10的内径一致。

因此，成为组装精度高的电动机壳架53。

(第2实施形式)

下面，根据图9和图10说明定子10的背部轭铁2两端的接合面的第2实施形式。

如第1实施形式那样，背部轭铁2两端的接合面形成为直线状，当仅焊接背部轭铁2的外周部侧时，由径向产生的电磁振动在该背部轭铁的接合面附近以焊接部为支点波动，存在与电磁振动一起共振的可能。因此，在第2实施形式中，通过使接合面44为曲柄状解决该问题。

图9为本实施形式的背部轭铁2的接合面附近的放大正面图，图10为产生间隙时的背部轭铁2的接合面44附近的放大正面图。

如由第1实施形式说明的那样，定子10将直形铁心16折曲成环状。

从直形铁心16的背部轭铁2的两端部的接合面44的回转轴方向观看的形状形成为曲柄状。然后，在背部轭铁2的两端部的外周面分别设置凸起45a、45b。

折曲背部轭铁2，使凸起45a、45b进行面接触，将激光发射口46接近凸起45a、45b进行焊接。

通过如以上那样构成，如图10所示那样，即使在背部轭铁2的接合面44产生间隙，接合面44的途中的折曲面44a成为壁，没有激光到达背部轭铁2的内周部的危险，没有损伤绕组8的危险。

另外，即使在背部轭铁2的接合面44稍微产生间隙，也对接合面44的折曲面44a部进行接合，所以，确保了磁路(图10中的箭头)，为此，磁通流线较好。

另外，通过使接合面44形成为曲柄状，从而由焊接部(凸起45a、45b部)与接合面44的折曲面44a这样2个支点接合背部轭铁2。即，接合面44的刚性提高，不易产生共振。另外，即使在由模制树脂对定子10进行模制成形的场合，相对模制压力的强度提高，不会从接合面44脱开。

定子10的接合面44的接合也可由粘接进行。

本发明的电动机作为空调等的空调机、泵、洗衣机或空气净化器等的风扇或叶轮的回转用驱动源最合适。

Claims

1.一种模制电动机，由模制树脂对由直形铁心构成的定子进行模制成形，形成电动机壳架；其特征在于：上述直形铁心通过对叠层板进行叠层而构成，该叠层板具有从带状的背部轭铁的一方的长边部侧凸出的多个齿和处于上述背部轭铁的上述邻接的齿间而且设于上述齿凸出的一侧的V形切口部；

另外，上述直形铁心的至少除去上述齿的内周侧的部分由绝缘性树脂进行模制成形，形成绝缘层，

另外，上述直形铁心在形成上述绝缘层的各齿上卷绕形成绕组，

上述定子在上述直形铁心的上述切口部折曲而形成为圆弧状或环状，由焊接或粘接将上述背部轭铁的两端的接合面接合。

2.根据权利要求1所述模制电动机，其特征在于：将上述背部轭铁的接合面的形状形成为曲柄状。

3.根据权利要求1所述模制电动机，其特征在于：以上述定子的轴心为中心由模制树脂对上述定子的除内径部以外的外廓全体进行模制成形，形成电动机壳架。

4.根据权利要求1所述模制电动机，其特征在于：上述模制树脂为绝缘性树脂或预混合料。

5.根据权利要求1所述模制电动机，其特征在于：配线基板内装于上述电动机壳架内部。

6.根据权利要求1所述模制电动机，其特征在于：配线基板内装于上述电动机壳架内部，与上述绝缘层一起在上述直形铁心的一侧部预模制成形用于载置上述配线基板的多个支承部。

7.根据权利要求6所述模制电动机，其特征在于：定位凸部从上述多个支承部进一步凸出，在上述多个定位凸部间夹持上述配线基板进行定位。

8.根据权利要求1所述模制电动机，其特征在于：与上述绝缘层一起在上述直形铁心的背部轭铁的一侧部预模制成形被覆部，从上述被覆部凸出用于对上述绕组进行配线的多个捆扎销。

9.根据权利要求6所述模制电动机，其特征在于：上述捆扎销设于从处于上述直形铁心的端部的齿起第1～第3齿的外周部。

10.根据权利要求6所述模制电动机，其特征在于：上述捆扎销中的1根中性点用捆扎销设置到位于从处于上述直形铁心的端部的齿起第1～第3齿中的任一齿的外周的背部轭铁；

上述捆扎销中的各相用捆扎销设置到位于从处于上述直形铁心的另一端部的齿起第1～第3齿中的任一齿或多个齿的外圈的背部轭铁。

11.根据权利要求1所述模制电动机，其特征在于：上述模制电动机为无电刷直流电动机。

12.根据权利要求1所述模制电动机，其特征在于：上述齿的个数为12个。

13.根据权利要求1所述模制电动机，其特征在于：上述无电刷直流电动机为3相，上述齿的个数为12个，在从处于上述直形铁心的端部的齿起第1、第4、第7、第10齿卷绕U相的绕组，在第2、第5、第8、第11齿卷绕V相的绕组，在第3、第6、第9、第12齿卷绕W相的绕组。

14.根据权利要求1所述模制电动机，其特征在于：将上述模制电动机用于空调机、泵、洗衣机或空气净化器。